הפעולה מתרחשת בספרד בשנת 1568, השנה השלוש עשרה למלכותו של המלך פיליפ השני. העלילה מבוססת על מערכת היחסים בין פיליפ השני, בנו דון קרלוס, יורש העצר הספרדי, ואשתו המלכה אליזבת.
בארנגיוס, מקום מגוריו של מלך ספרד ליד מדריד, הוא החצר הספרדית כולה. הנה בנו של המלך - דון קרלוס. המלך קר לו, הוא עסוק בענייני ציבור ואשתו הצעירה, שהייתה בעבר כלתו של דון קרלוס. פיליפ השני הקצה את משרתיו לבנו לרגל אחריו.
ה- Marquise Pose, חבר ילדות של הנסיך, מגיע לארנגוס מפלנדריה, איתו יש לו זיכרונות נוגעים ללב. התינוק חושף בפניו באהבה פלילית לאמו החורגת, והמרקיז מסדר לדון קרלוס פגישה פרטית עם אליזבת. בתגובה להודאות האהבה הנלהבות של הנסיך, היא מבקשת ממנו לשלוח את אהבתו לממלכה הספרדית האומללה ושולחת לו כמה מכתבים עם "דמעות הולנד".
לאחר קריאת מכתבים אלה, דון קרלוס מחליט לבקש מאביו למנות אותו למושל הולנד, במקום הדוכס האכזרי מאלבה, שאמור להיות בתפקיד זה. כוונה זו גם מעדיפה את המרקיזה של פוזה.
חצר המלך עוברת לארמון המלוכה במדריד. בקושי, דון קרלוס מחפש קהל אצל פיליפ. הוא מבקש להישלח לפלנדריה, שם הוא מבטיח לרגע את המרד בברבנט. המלך מסרב, הוא מאמין שמקום הנסיך נמצא בבית המשפט, והדוכס של אלבה ילך לפלנדריה.
דון קרלוס מאוכזב, ברגע זה עמוד המלכה מעניק לו בסתר פתק אהבה שמבקש ממנו לצאת לדייט עם מחצית מאליזבת. הנסיך בטוח שהפתק הוא מהמלכה, הוא מגיע למקום המצוין ופוגש את עוזרת הכבוד אליזבת, הנסיכה אבולי. התינוק אובד אובדן. אבולי מכריז על אהבתו כלפיה, היא מבקשת הגנה מפניו מפני התפרצויות על חפותה שלה ומעניקה לנסיך מכתב בראיות. דון קרלוס כמעט ולא מתחיל להבין את הטעות הטרגית שלו, הנסיכה, רואה את האדישות כלפיה, מנחשת כי סימני תשומת הלב של התינוקת, אותה לקחה על חשבונה, היו למעשה שייכים למלכה. אבולי מסיע את הנסיך, אך לפני כן הוא מבקש להחזיר לה את המפתח שהוענק לדון קרלוס בעמוד, ואת מכתב האהבה של המלך אליה, שזה עתה נתן לנסיך עצמו. דון קרלוס נדהם מהידיעה על יחסו של פיליפ לנסיכה אבולי, הוא עוזב, אך לוקח את המכתב איתו.
בינתיים, בחצר המלך, יש לנסיך אויבים שאינם אוהבים את הנטייה הלא מאוזנת של היורש העצר. הווידוי של המלך דומינגו והדוכס מאלבה סבורים שמונרך כזה לא יהיה נוח מאוד על כס המלוכה הספרדי. הדרך היחידה להסיר את דון קרלוס היא לגרום למלך להאמין באהבתה של המלכה לבנו, במקרה זה, לדברי דומינגו, יש להם בעל ברית - הנסיכה אבולי, שבה פיליפ מאוהב.
לאחר שנודע לו על סירובו של המלך לשלוח נסיך לפלנדריה, פוזה מוטרדת. דון קרלוס מראה לחברו מכתב מהמלך לנסיכה אבולי. המרקיז מזהיר את הילוד מפני תככים של הנסיכה הנעלבת, אך יחד עם זאת מבייש אותו על כך שהוא רוצה להשתמש במכתב הגנוב. התנוחה שוברת אותו, ובתגובה לסבלו של התינוק האומלל, מבטיחה לסדר שוב את פגישתו עם המלכה.
מהדוכס מאלבה, דומינגו והנסיכה אבולי, פיליפ השני לומד על "הבגידה" של אליזבת, הוא מאבד שלום ושינה, הוא רואה עלילות בכל מקום. בחיפוש אחר אדם ישר שיעזור לו לבסס את האמת, מבטו של המלך נעצר במרקיזה של פוזה.
שיחתו של פיליפ עם המרקיז מזכירה ביותר את השיחה בין העיוורים לחירשים. פוזה מחשיב את חובתו, ראשית כל, להוציא מלה על פלנדריה הסובלת שלו, שם חנק האנשים. המלך הזקן מודאג רק מרווחתו האישית. פיליפ מבקש מהמרקיז "להיכנס לביטחון בבנו", "לבחון את לב המלכה" ולהוכיח את נאמנותו לכס המלוכה. עוזב, הסבא האציל עדיין מקווה שהוא יצליח להשיג חופש למולדתו.
כשגריר פיליפ, פוזה מקבל תאריך לבד עם המלכה. הוא מבקש מאליזבת לשכנע את דון קרלוס לנסוע להולנד בלי ברכת המלך. הוא בטוח כי הבן המלכותי יוכל לאסוף "מורדים" תחת דגלו, ואז אביו, כשראה את פלנדריה המוצלחת, ימנה אותו למושל מחוז זה. המלכה אוהדת את התוכניות הפטריוטיות של מרקיז הפוזה וממנה את דון קרלוס לדייט.
המרקיזה של פוזה מוסרת למלך את מכתביו האישיים של דון קרלוס. ביניהם, המלך מכיר בכתב ידו של הפתק של הנסיכה אבולי, שרצתה להוכיח את בגידתה של אליזבת לבעלה, פרצה את ארון המלכה וגנבה את מכתביו של דון קרלוס שנכתבו לאליזבת, כפי שהתברר, עוד לפני נישואיה. התנוחה מבקשת מהמלך חתיכת נייר עם חתימתו שתאפשר לו במקרה קיצוני לעצור את הנסיך הלא מאוזן. פיליפ נותן מסמך כזה.
בבית המשפט, התנהגות מרקיזה של פוזה היא נבוכה, שמגיעה לגבול כאשר הסדר הגדול מורה לעצור את דון קרלוס על סמך מכתב המלך. בשלב זה מופיע מנהל הדואר דון ריימונד דה טיסיס, הוא מביא מכתב של פוזה, המופנה לנסיך התפוזים שנמצא בבריסל. זה אמור להסביר הכל לכולם.
הנסיכה אבולי מודיעה לאליזבת על מעצרו של התינוק, ומיוסה בעינוי מצפון, מתוודה על זוועתה כנגד המלכה, והיא מצווה עליה לגלות למנזר סנט מרי.
לאחר פגישה עם המלכה, בה הוא מבקש מאליזבת להזכיר לנסיך את שבועת נעוריהם, המרקיז פוזה הולך לכלא לחברתה דון קרלוס. בידיעה שזו הפגישה האחרונה שלהם, הוא חושף את תוכניתו בפני התינוק. כדי להציל את קרלוס הוא כתב מכתב לנסיך התפוזים על אהבתו הדמיונית למלכה וכי הפילה דון קרלוס ניתן להם על ידי פיליפ רק כדי למנוע את עיניו. התנוחה בטוחה שמכתבו ייפול לידי המלך. הנסיך המום, הוא מוכן לרוץ לאביו-מלך לבקש סליחה לעצמו ולמרקיז, אך באיחור: ירייה נשמעת, המרקיזה פוזה נופלת ומתה.
בכלא, כדי לשחרר את בנו, פיליפ מגיע עם גדולים. אבל במקום דון קרלוס אסיר תודה וצנוע, הוא מוצא שם אדם שבור לב שמאשים את המלך במותו של חבר. סביב הכלא יש באזז: במדריד מתחילה מרד של העם, הדורש את שחרורו של הנסיך.
בשלב זה נפל הנזיר הקרתוסי לידי מרגלים של הדוכס מאלבה. תחתיו היו מכתבי המרקיזה של פוזה לפלנדים, בהם הם מדברים על בריחתו של נסיך הכתר להולנד, שם הוא יוביל מרד לעצמאותה של מדינה זו. הדוכס מאלבה מעביר מייד את המכתבים למלך ספרד.
המלך פיליפ קורא לעצמו האינקוויזיטור הגדול. הוא מתייסר מהרעיון שפעוט הריגה הוא חטא רציני, בעוד שהוא החליט להיפטר מבנו. כדי לפייס את מצפונו, המלך הזקן רוצה לגייס את תמיכת הכנסייה בפשעו. החוקר החוקר הגדול אומר כי הכנסייה מסוגלת לסלוח על הריגת בנים ומעלה את הטענה: "בשם הצדק, בנו של אלוהים הנצחי נצלב *. הוא מוכן לקחת אחריות על מות התינוק, אם רק אלוף החירות לא יהיה על הכס.
הלילה יורד, דון קרלוס יוצא לדייט עם אליזבת. הוא הולך לפלנדריה, נחוש בשם הידידות להשיג את מה שחלמו עליו עם המרקיז. המלכה מברכת אותו. המלך מופיע עם האינקוויזיטור הגדול. המלכה מתעלפת ומתה, פיליפ ללא צל של ספק מעביר את בנו לידיו של האינקוויזיטור הגדול.
